精密机械设计基础 课程设计说明书
设计题目：弹簧管压力表
设计人员：
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指导老师：
目 录
§⒈ 设计任务
§⒉ 方案论证 2．1结构分析
2．2弹簧管工作原理
§⒊ 参数选择
§⒋ 参数计算
§⒌ 标准化统计
§⒍ 工作总结
§⒎附表：公式来源
§⒈设计任务
设计一个用于测量压力的弹簧管压力表，其技术要求如下：
1. 测量范围 0～0.25Mpa
2. 外廓尺寸 外径<150mm 高度<50mm
接口尺寸：M20?1.5（普通螺纹、外径20、螺距1.5）
3. 标尺特性
等分刻度： （满程0.25Mpa）5.4? 标度角： 270? 分度数： 50
分度值： （0.005Mpa）
4. 精 度 1.5级 5. 测量误差 小于1%
§⒉方案论证
§2．1结构分析
灵敏部分-弹簧管 传动放大-齿轮传动 O 传动放大---曲柄滑块机构 p 弹簧管结构简图
压力表概述：弹簧管压力表是一种用来测量气体压力的仪表。 压力表的组成：
灵敏元件（弹簧管）：将不便于直接测量的物理转化成易于直接比较的物理量。本设计将弹簧管作为灵敏元件，将不易比较的压力转化成易于测量的位移。
传动放大机构（曲柄滑块、齿轮机构）：本设计由曲柄滑块机构和齿轮机构组成，其目的是为了传递或放大位移，改变位移性质和得到等分刻度，并且应具备一定的保补偿性，同时保持线性对应关系。
示数装置（指针、刻度盘）：其作用是在接受传动放大机构的位移后，这指示出带测量的数值。本设计采用指针指示标尺刻度。
辅助装置：支承、轴、游丝
§2．2弹簧管工作原理
弹簧管在内压作用下，任意非圆截面的弹簧管的截面将力图变为圆形。若管子一端固定，在压力的作用下，自由端将产生位移，直至达到弹性平衡为止。压力表中，弹簧管作为灵敏元件，自由端与连杆相连，而连杆又与扇形齿轮后端的柄（曲柄）及弹簧管本身构成曲柄滑块机构，利用该机构可将自由端的直线位移
转换为曲柄的角位移。齿轮机构又将位移放大，并由中心轴带动指针，在标尺上显示出准确示数，即指示出压力的大小。将转角放大便与测量，可提高测量精度。
p 弹簧管 s 曲柄滑块机构 (近似线性传动)
? 齿轮传动 (线性传动)
? 标尺示数 (线性转换) (线性刻度)
压力表工作原理框图
弹簧管的压力——位移是线性关系，但弹簧管本身的工艺问题（如材料、加工等）会造成一些线性误差，弹簧管形状的不直、不均匀也会导致非线性误差。
曲柄滑块机构可以补偿弹簧管的线性及非线性误差。
从0～0.25Mpa调整满足满刻度精度为线性误差调整，中间部分不均匀调整为非线性误差调整。
§⒊参数的选择
1．主要参数选择与计算
毛坯外径 ?＝10mm 毛坯中径 R＝33mm 壁 厚 h＝0.3mm 轴比a/b a/b＝4
中 心 角 ?′′＝260? ? ＝245? 材 料 锡磷青铜Qsn4-0.3 E＝1.127?105Mpa 泊 松 比 ?＝0.3
h 2b ?=10mm h 2a
精密机械设计基础课程设计
